位移是結(jié)構(gòu)在荷載作用下產(chǎn)生反應(yīng)的重要數(shù)據(jù)，通過位移數(shù)據(jù)可了解機翼結(jié)構(gòu)的剛度及其變化情況，同時對機翼結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能進行測試，是結(jié)構(gòu)性能評定的重要依據(jù)。

機翼是飛機的重要部件之一，機翼剛性結(jié)構(gòu)和彈性結(jié)構(gòu)在載荷過程中會呈現(xiàn)出不同特性，因此要求DIC測試實驗必須完整捕捉機翼在載荷下運動全過程。對此 DIC 裝置必須滿足測試視野要求。

傳統(tǒng)測量痛點：

01、測量數(shù)據(jù)局限：

一個傳感器只能測量單個被測點的單向位移，測量數(shù)據(jù)單一。

02、安裝過程煩瑣：

傳感器安裝工作煩瑣，在面對多個被測點和多方向位移測量需求時，準備時間長。

03、測量效率低下：

傳統(tǒng)拉線式位移傳感器易出現(xiàn)拉線松動情況。

DIC測試解決方案：

01、無需布線或傳感器：

DIC采用非接觸測量方式，安裝過程簡便，數(shù)據(jù)分析高效穩(wěn)定。

02、全視場三維測量：

全視場、多角度三維位移測量，實時動態(tài)數(shù)據(jù)輸出。

03、實時分析/高采樣/高精度：

實時數(shù)據(jù)分析，高采樣頻率，高精度（10米視野，位移精度0.01mm）。

隨著DIC（數(shù)字圖像相關(guān)法）與光學(xué)測量技術(shù)的不斷發(fā)展，三維位移數(shù)據(jù)的獲取手段也在不斷升級，新拓三維基于在DIC應(yīng)變測量技術(shù)領(lǐng)域十多年的研究和項目經(jīng)驗積累，自主研發(fā)的XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng)，可用于剛性結(jié)構(gòu)的三維位移、振動、加速度等數(shù)據(jù)測量和獲取。

新拓三維XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于飛機的材料與結(jié)構(gòu)試驗測試，通過搭配兩臺高速攝像機分別采集機翼表面散斑圖像，將散斑圖像傳輸?shù)接嬎銠C內(nèi)，并利用XTDIC-STROBE軟件進行計算，可以得到機翼在受力加載過程中的位移分布及變形情況。

XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng)

DIC光學(xué)測量取代傳統(tǒng)方法

輕質(zhì)材料和新材料的組合應(yīng)用，在性能、安全性和耐久性方面，飛機結(jié)構(gòu)件更需要嚴格的可靠性測試。因此，這也使得DIC光學(xué)測量技術(shù)目前被越來越多的用于航空科研以及航空工業(yè)。

非接觸式DIC光學(xué)測量系統(tǒng)能夠獲得試樣的幾何尺寸以及三維位移和變形，通過全場測量獲得機翼結(jié)構(gòu)加載過程中的動態(tài)三維位移和變形，測量數(shù)據(jù)用于優(yōu)化仿真和設(shè)計，從而提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性。 

機翼三維位移和變形測量

加載測試可以反映出構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能。隨著標準的測試技術(shù)的發(fā)展，機翼結(jié)構(gòu)力學(xué)測試中通過采用XTDIC-STROBE三維動態(tài)位移測量系統(tǒng)，不同于傳統(tǒng)的測量方法，如應(yīng)變片，該系統(tǒng)搭配高速攝像機可全視場、全過程記錄機翼的三維位移和變形，對每個點進行X,Y,Z三個方向的變形分析。

測量流程：

1）XTDIC-STROBE系統(tǒng)架設(shè)。將測量頭架設(shè)到合適的測量位置。

2）相機標定。通過專用標定工具，校準相機內(nèi)外參數(shù)，并建立空間坐標系，水平為X軸，豎直為Y軸，前后方向為Z軸。

3）通過光學(xué)探針接觸模型上的點位，獲取每個接觸點位的三維坐標。

4）將所有點位的三維坐標與理論模型進行對比，獲取點位偏差。將偏差值輸入給調(diào)姿機構(gòu)，調(diào)姿機構(gòu)自動進行調(diào)節(jié)。

實驗數(shù)據(jù)與分析

將機翼固定在試驗臺上，通過對機翼的兩端（定義為左右兩端）分別進行加載測試；在輔助照明系統(tǒng)的照射下，高速相機采集機翼表面的系列散斑圖像。

XTDIC-STROBE系統(tǒng)軟件對加載過程采集到的結(jié)果進行相關(guān)函數(shù)運算和相關(guān)搜索，實現(xiàn)圖像的匹配，從而得到機翼的位移場及變形情況。

機翼左端加載測試

機翼左端測量：先在機翼骨架上貼上7個編碼點，主梁為5個（從外向內(nèi)編號為64、33、189、174和104）；輔梁為2個（從外向內(nèi)編號為213和24）。

機翼左端實際貼點位置

機翼左側(cè)加載實驗的測量過程，分為12個狀態(tài):初始位置、自重位置、加載1、加載2、加載3、卸載1、卸載2、卸載3、偏向加載1、偏向加載2、卸載1和卸載2。

機翼左端加載三維位移

X方向位移值

Y方向位移值

Z方向位移值

機翼右端加載測試

機翼右端測量：先在機翼骨架上貼上7個編碼點，主梁為5個（從外向內(nèi)編號為85、175、53、93和52）；輔梁為2個（從外向內(nèi)編號為132和95）。

機翼右端實際貼點位置

右側(cè)機翼加載實驗的測量過程中，分為14個狀態(tài):初始位置、自重位置、加載1、加載2、加載3、卸載1、卸載2、卸載3、偏向加載1、偏向加載2、偏向加載3、卸載1、卸載2和卸載3。

X方向位移值

Y方向位移值

Z方向位移值

XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng)，不僅可以測得三維位移和三維變形，還可以測得真實的速度和加速度?；邳c成分的數(shù)據(jù)分析，還可以得到完整的6自由度的分析結(jié)果，可準確清晰看到機翼在加載試驗過程的精確變形。

XTDIC-STROBE三維動態(tài)測量系統(tǒng)引入機翼加載的測試中使用是非常容易的，只需要在被測面貼一些測量標記點。3D全場位移數(shù)據(jù)可以和仿真進行對比，對比結(jié)果可幫助科研人員復(fù)核和改進仿真參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計過程。